研究

research

分子生物学(垣内 力、古田 和幸)[研究者の方向け]

主な研究テーマ

① 細菌の病原性発現メカニズムの解明
② 細菌の進化機構の解明
③ 新しい感染症治療薬の創出
④ 樹状細胞における抗原提示制御機構の解明

研究の概要

病原性細菌は動物の体内に侵入し、その動物の栄養を奪うことにより増殖することができます。動物は細菌に対する精巧な防御システムを作り上げているにもかかわらず、時にはたった１個の細菌に侵入され、殺されてしまうこともあります。一方、動物の体には病原性を持たない常在細菌が数多く存在しています。細菌が動物に対して病原性を示すか、示さないかは、どうやって決まっているのでしょうか？ これが、私たちが取り組んでいる研究テーマです。
細菌が病原性を示す分子メカニズムを理解するためには、病原性に関わる細菌因子を多数同定し、その機能を明らかにすることが必要です。しかしながら、これまで感染モデル動物として用いられてきたマウスなどのほ乳動物は倫理的な観点とコスト面から多数回の感染実験を行うことが困難であり、病原性因子の網羅的同定には適していませんでした。私は、この問題点を克服するために、細菌の病原性を評価する新しい系として、昆虫であるカイコを利用した感染モデルと細菌の移動能力の評価系を構築しました。これらの評価系を用いることにより、病原性制御機能を持つ細菌RNAや細菌の病原性を抑制する宿主タンパク質など、新しい病原性制御因子を解明することに成功しています。
地球上に存在する全ての動植物について、病原性細菌や常在細菌が存在することを考えると、細菌と宿主の相互作用の解明は地球上の生命を理解するために欠くことができません。私たちは、微生物と多細胞生物の相互作用に関する新たな知見を探求するとともに、薬剤耐性菌に対する新しい治療薬創出や微生物の新たな利用法開発を目指しています。

最近の主な発表論文

  1. Kaito C, Saito Y, Nagano G, Ikuo M, Omae Y, Hanada Y, Han X, Kuwahara-Arai K, Hishinuma T, Baba T, Ito T, Hiramatsu K, Sekimizu K*.:  Transcription and translation products of the cytolysin gene psm-mec on the mobile genetic element SCCmec regulate Staphylococcus aureus virulence.   PLOS Pathogens 7(2):e1001267. (2011)
  2. Kaito C*, Saito Y, Ikuo M, Omae Y, Mao H, Nagano G, Fujiyuki T, Numata S, Han X, Obata K, Hasegawa S, Yamaguchi H, Inokuchi K, Ito T, Hiramatsu K, Sekimizu K.:  Mobile genetic element SCCmec-encoded psm-mec RNA suppresses translation of agrA and attenuates MRSA virulence.  PLOS Pathogens 9(4):e1003269. (2013)
  3. Miyashita A, Kizaki H, Kawasaki K, Sekimizu K, Kaito C*.:  Primed immune responses to Gram-negative peptidoglycans confer infection resistance in silkworms.  J Biol Chem. 289(20):14412-14421. (2014)
  4. Yoshikai H, Kizaki H, Saito Y, Omae Y, Sekimizu K, Kaito C*.:  Multidrug-resistance transporter AbcA secretes Staphylococcus aureus cytolytic toxins.  The Journal of Infectious Diseases 213(2):295-304. (2016)
  5. Imae K, Saito Y, Kizaki H, Ryuno H, Mao H, Miyashita A, Suzuki Y, Sekimizu K, Kaito C*.:  Novel nucleoside diphosphatase contributes to Staphylococcus aureus virulence.  J Biol Chem. 291(36):18608-19. (2016)
  6. Kaito C*, Yoshikai H, Wakamatsu A, Miyashita A, Matsumoto Y, Fujiyuki T, Kato M, Ogura Y, Hayashi T, Isogai T, Sekimizu K.:  Non-pathogenic Escherichia coli acquires virulence by mutating a growth-essential LPS transporter.  PLOS Pathogens 16(4):e1008469 (2020)
  7. Murakami K‡, Nasu H‡ (‡equally contribution), Fujiwara T, Takatsu N, Yoshida N, Furuta K, Kaito C*.:  The absence of osmoregulated periplasmic glucan confers antimicrobial resistance and increases virulence in Escherichia coli.  J Bacteriol. (2021) in press.

教員紹介

  • 垣内　力／Chikara KAITO
    専門分野：分子生物学、微生物学
    所属学会：日本細菌学会、日本生化学会、日本分子生物学会、日本薬学会
  • 古田　和幸／Kazuyuki FURUTA
    専門分野：免疫学、細胞生物学
    所属学会：日本細胞生物学会、日本免疫学会、日本生化学会、日本薬学会

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